JPH05266595A

JPH05266595A - 記録再生方法およびそれを用いた光ディスク装置

Info

Publication number: JPH05266595A
Application number: JP6307392A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Matsumoto; 松本　　潔; Takeshi Maeda; 武志前田; Atsushi Saito; 温斎藤; 敦斉藤; Hiroyuki Minemura; 浩行峯邑; Tetsuya Fushimi; 哲也伏見
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】サンプルサーボにおいて、記憶容量を増加させ
ることができ、かつ記録再生系あるいは媒体への負担を
軽くすることができるフォーマット及び光ディスク装置
を提供する。【構成】トラックをゾーンに分割し、ゾーン毎に回転を
切換えほぼ同じ線速度になるようにする。サーボ信号再
生用クロック発生手段とデータ信号記録再生用クロック
発生手段を別個に設ける。後者はゾーンにより分周比を
切換え、回転数が変化しても一定の周波数のクロックを
発生する。【効果】光ディスクの線速度及び記録周波数をほぼ一定
とすることができ、記憶容量を向上させ、かつパワーマ
ージンの小さい媒体も使用することができるようにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクのトラック
上にクロック信号発生手段、例えばクロックマ−クが間
欠的に設けられ、このクロックマークを検出して信号の
記録再生およびトラッキング制御を行なういわゆるサン
プルサーボ方式の光ディスク装置及びその装置の記録再
生方法に係り、特に記憶容量を増加させるのに好適なフ
ォーマット構成及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高記録密度の回転記録媒体にデータを記
録、再生する、または消去可能に構成した情報記憶装置
として光ディスク装置が開発されている。

【０００３】回転記録媒体である光ディスクには、同心
円状またはスパイラル状に一定のピッチで多数のトラッ
クが設けられ、これらのトラック上にデータが記録され
ている。データを再生、消去あるいは記録する場合、光
スポットの焦点を光ディスクの記録面に保持するための
焦点制御、光スポットをトラックに追従させるトラッキ
ング制御あるいはこれからデータを記録しようとするト
ラックを選択するアクセス制御が必要である。

【０００４】これらの制御のための焦点ずれ信号、トラ
ックずれ信号、あるいはアクセスのための光スポット移
動信号などのサーボ信号を得るための方式として、いわ
ゆる「サンプルサーボ」が提案されている。サンプルサ
ーボ方式では、例えば５インチの日本工業規格（ＪＩＳ
ーＸ６２７１）に記載のＢ形フォーマットによれば、光
ディスクの一定角度毎にサーボ信号を検出するためのサ
ーボエリアが設けられ、サーボエリアの間にデータを記
録するためのデータエリアが設けられている。サーボエ
リアにはクロック信号を発生するためのクロックマーク
が設けられており、それによって得られたクロック信号
をもとに焦点ずれ信号、トラックずれ信号、あるいはア
クセスのための光スポット移動信号を検出し、焦点制
御、トラッキング制御、アクセス制御を行なう。また、
データの記録再生にも、この同一のクロックを用いる。

【０００５】トラックずれ信号は、トラック中心をはさ
んで相対する２つのウォブルマ−クを光スポットが通過
する時の、反射光量の差から生成する。そのため、検出
光学系を簡易化できるという利点がる。またサーボエリ
アとデータエリアが分離しており、時分割で信号検出を
行っているため互いに干渉を受けない、サーボ信号の検
出とデータの記録再生をクロックマークに同期した単一
のクロックを用いて行うことができるなどの特徴があ
る。

【０００６】サーボエリアとデータエリアとの組はセグ
メントと呼ばれる。このセグメントがいくつか集まり、
セクタを構成する。セクタの先頭には、そのトラックの
アドレスが記録されており、この部分をヘッダと呼ぶ。
サーボエリア、データエリア、あるいはこれらが集まっ
たセグメント、セクタの先頭は半径方向に直線的に並ん
でいる。サ−ボエリア内のクロックマークも同様に半径
方向に直線的に並んでいる。光ディスクは等角速度で回
転しているので、クロックマークは等しい時間間隔であ
らわれる。等角速度で回転しているという点から、ＣＡ
Ｖ（一定角速度）方式と呼ばれる。

【０００７】ＣＡＶ方式に対して、常に線速度が一定と
なるよう、トラック位置によってディスクの回転数を変
化させるＣＬＶ（一定線速度）方式と呼ばれるものがあ
る。たとえばこれはＤＡＤ（ディジタルオーディオディ
スク）などで用いられている。ＣＬＶ方式では、たとえ
ば内周から連続して同じピッチでデータを書くことがで
き、記憶容量を上げることができる。また線速度が一定
であることから、記録再生系への負担を軽くすることが
でき、さらに記録パワーマージンの小さい媒体も使用す
ることができるようになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ＣＡＶ方式のサンプル
サーボでは、ディスクの外側に行くにしたがって円周の
長さが長くなるため、サーボエリア、データエリアとも
半径に比例して外周に行く程長くなる。そのためサーボ
エリアおよびデータエリアの中のデータピットの物理的
な間隔は、内周で最も短くなり、外周に行くに従い広が
ってしまう。

【０００９】さらに、ＣＡＶ方式では等角速度で回転し
ているため、内周と外周では線速度が異なる。そのた
め、データの記録を行うときの記録条件の設定が内外周
で異なるため、トラック位置によって細かく設定を変え
なければならない。また、最適な記録状態を得るための
マージンが広く必要になり、媒体への要求がきびしくな
るなどの問題がある。

【００１０】これらの問題を避けるため、ＣＡＶ方式に
変わりＣＬＶ方式を用いることがある。しかしながら、
ＣＬＶ方式をサンプルサーボに用いると問題が生じる。
たとえば最内周から連続して詰めて行くと、外周に行く
にしたがい円周の長さが長くなる。そのため、サーボエ
リア及びデータエリアの位置が、ディスクに対して半径
方向に直線的に並ばなくなり、また、サーボエリア内の
クロックマークの位置も隣合ったトラックどうしでずれ
ていってしまう。そうなると、光スポットがトラックを
横切るアクセス動作を行なった場合、クロックマークの
現れる時間的間隔がばらばらとなり、クロックの同期が
外れてしまう。サンプルサーボでは、クロックマークに
同期したクロックを用いて焦点ずれ信号、トラックずれ
信号、あるいはアクセスのための光スポット移動信号な
どのサーボ信号を検出しているため、アクセス動作その
ものが不可能となってしまう。

【００１１】本発明の目的は、サンプルサーボを用いた
光ディスクにおいて、より多くの情報を記録することが
可能で、かつ記録再生系あるいは記録媒体への負担を軽
くすることができるフォーマット構成及び光ディスク装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、トラック上のサーボエリア及びデータエリアが半径
方向に直線的に並んでいるディスクにおいて、複数本の
トラック毎にゾーンに分割する。トラックのアドレス信
号あるいはアクセスする先のアドレス番号からそのトラ
ックの属するゾーンを識別する回路を設け、またスピン
ドルモータの回転数を制御する回路を設け、ゾーン毎に
ディスクの回転数を変化させる。さらに、サーボ用クロ
ック発生手段と、データ用クロック発生手段を別々に設
け、サーボ信号の検出とデータの記録再生を別々のクロ
ック及びタイミング信号によって行なう。データ用クロ
ック発生手段は、識別されたゾーン毎にその内部の分周
比を変化させ、ゾーン毎にデータエリアに記録されるデ
ータ量を変化させることができる。

【００１３】

【作用】現在あるいはアクセスする先のトラックアドレ
スからゾーン番号を識別し、そのゾーン番号からスピン
ドルモータの回転数及びデータクロック発生回路の分割
数を変化させる信号を作り出す。まず前者の信号に基づ
いて、ゾーン毎にスピンドルモータの回転数を変化さ
せ、ディスク全面においてほぼ一定の線速度となるよう
回転数を変化させる。すなわち、内周側のゾーンにおい
ては速い回転数に、外周側のゾーンにおいては遅い回転
数になる。さらに後者の信号に基づいてデータクロック
発生回路の分割数を変化させることにより、記録再生用
クロックを一定の周波数とする。すなわち、ゾーンによ
ってディスク回転数が変化するためクロックマークの出
現する間隔も変化するが、データクロック発生回路内の
ＰＬＬの分割数を変えることにより、クロックマークの
出現間隔が変化してもＰＬＬの原発振周波数が変化しな
いようにする。

【００１４】ディスク上でほぼ一定の線速度、また記録
再生用クロックの周波数も一定のため、データのビット
ピッチはほぼ一定となる。それに対して、サーボエリア
及びデータエリアは半径方向に直線的に並んでいるた
め、データエリアの物理的な間隔は外周のゾーンに行く
に従い長くなる。そのため一つのデータエリア内のデー
タ量は、外周のゾーンほど多くなる。

【００１５】サーボエリアも外周のゾーンに行くに従い
長くなり、サーボエリア内のサーボデータのピッチも長
くなる。またディスクの回転数は外周側のゾーンでは遅
くなるのでサーボデータ再生用のクロックの周波数も下
がる必要がある。サーボクロック発生回路内のＰＬＬは
その分割数が固定であるため、クロックマークの出現間
隔の変化に従いＰＬＬの原発振周波数が変化し、サーボ
データ再生用のクロックも変化する。すなわち外周側の
ゾーンではディスクの回転数が下がりクロックマークの
出現間隔も広がるので、サーボデータ再生用のクロック
の周波数もそれにつれて下がる。このクロックを用いれ
ば、サーボデータの再生が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、図に示す実施例に基づいて本発明をさ
らに詳細に説明する。なお、本実施例において記録再生
を行なう媒体に相変化媒体を用いるが、これによりこの
発明が限定されるものではない。

【００１７】図１は、本発明の光ディスク装置の一実施
例の構成図である。

【００１８】光ディスク１００は、スピンドルモータ１
０２によって駆動される。また光ディスク１００上に
は、一定角度毎にクロックを発生する手段、たとえばク
ロックマーク、クロックからのタイミングを用いてトラ
ックずれ信号を得るための手段、たとえばウォブルマー
ク、及びクロックからのタイミングを用いて光スポット
の位置あるいは移動量情報を得るための手段、たとえば
アクセスコード等が設けられている。光ヘッド１０４か
らのレーザビームは光ディスク１００上に絞り込まれ、
光スポットを結ぶ。光ディスク１００からの反射光は再
び光ヘッド１０４内に導かれ、ディテクタにより電気信
号へと変換される。この電気信号は信号検出回路１０６
へと導かれ、反射光の総光量を表す信号Ｓａと、焦点ず
れ量を表す信号Ｓｄが作られる。

【００１９】光スポットがクロックマーク上を通過する
と、反射光総光量信号Ｓａが変化する。この総光量信号
Ｓａはサーボクロック発生回路１０８に導かれる。サー
ボクロック発生回路１０８内のＰＬＬはクロックマーク
に同期し、サーボ信号検出用のクロック及びタイミング
信号Ｔｓ、スピンドルモータの回転を制御するためのク
ロックｆｃｍｓを生成する。また総光量信号Ｓａはデー
タクロック発生回路１１０にも導かれる。データクロッ
ク発生回路１１０内のＰＬＬもクロックマークに同期
し、データ記録再生用のクロック及びタイミング信号Ｔ
ｄ、スピンドルモータの回転を制御するためのクロック
ｆｃｍｄを生成する。

【００２０】サーボ信号検出回路１１２へは、信号検出
回路１０６で作られたの総光量信号Ｓａと焦点ずれ量を
表す信号Ｓｄ、さらにサーボクロック発生回路１０８で
作られたサーボ信号検出用のクロック及びタイミング信
号Ｔｓが入力される。サーボ検出回路１１２では、Ｔｓ
に基づいてＳａおよびＳｄから、トラックずれ信号、焦
点ずれ信号、光スポットの位置を表すアドレス信号Ａ
ｄ、光スポットの移動量を表す信号および光スポットの
移動速度を表す信号などが作られる。これらの信号はサ
ーボ制御回路１１４へと送られる。サーボ制御回路１１
４では上位制御回路からの指令に基づき、サーボ信号検
出回路１１２からの信号を用いてフォーカシング、トラ
ッキング及びアクセッシングを行うための駆動信号を生
成し、フォーカスアクチュエータ、トラッキングアクチ
ュエータ、アクセッサなどの機構を駆動する。また上位
制御回路からの指令に基づき、モータ制御回路１１６に
指令Ｓｍを送り、スピンドルモータ１０２の起動、停止
を行う。

【００２１】ゾーン識別回路１１８では、サーボ信号検
出回路１１２からのアドレス信号Ａｄから現在光スポッ
トが位置しているゾーンを識別し、そのゾーンに対応す
るゾーン番号Ｎｚを発生し、データクロック発生回路１
１０及びモータ制御回路１１６へ送る。モータ制御回路
１１６は分割数Ｎｚにより基準となるクロックの分割数
を変え、これとサーボクロック発生回路１０８からの同
期クロックｆｃｍｓあるいはデータクロック発生回路１
１０からの同期クロックｆｃｍｄを用いて、モータの回
転数を変化させる。データクロック発生回路１１０では
この分割数Ｎｚに基づきＰＬＬの分周比を変化させ、回
転数が変化してもほぼ一定の周波数のデータ記録再生用
クロック及びタイミング信号Ｔｄが得られるようにす
る。

【００２２】データ再生回路１２０には、信号検出回路
１０６からの総光量信号Ｓａが入る。本実施例は相変化
媒体を用いることとしているため反射光量総光量Ｓａか
らデータ信号が再生できるが、たとえば光磁気媒体を用
いる場合には、データ再生回路１２０には総光量信号Ｓ
ａの代わりに光磁気信号が入る。データ再生回路１２０
では、データクロック発生回路１１０からのデータ記録
再生用クロック及びタイミング信号Ｔｄを用いて、総光
量信号からデータを抽出し、変復調則に基づいて復調を
行う。復調されたデータは誤り訂正回路１２２へと送ら
れ、たとえばＥＣＣ（エラーコレクションコード）を用
いてデータの誤り訂正が行われる。誤り訂正されたデー
タは入出力インターフェイスを通して、上位装置へと送
られる。逆に、上位装置から入出力インターフェイスを
通して記録すべきデータが送られてくると、誤り訂正回
路１２２は誤り訂正のためのＥＣＣをデータに付加し、
データ記録回路１２４へと送る。データ記録回路１２４
では、データは変復調則に基づいて変調され、データク
ロック発生回路１１０からのデータ記録再生用クロック
及びタイミング信号Ｔｄに基づいて、光ヘッド１０４を
通して光ディスク１００に記録される。

【００２３】図２（ａ）は従来のＣＡＶ（一定角速度）
方式のサンプルサーボの光ディスク、図２（ｂ）はサン
プルサーボの光ディスクにそのままＣＬＶ（一定線速
度）方式を採用した場合の光ディスクの様子を、セグメ
ント構成を拡大して模式的に示したものである。データ
の記録再生の最小単位となるセグメントは、クロックマ
ーク、ウォブルマークおよびアクセスコードなどのサー
ボ情報がプリフォーマットされているサーボエリアと、
データを記録、再生あるいは消去することができるデー
タエリアから構成される。実際のセグメント長は数１０
μｍの長さであるが、分かりやすくするために拡大して
書いてある。

【００２４】図２（ａ）のＣＡＶ方式のサンプルサーボ
では、ディスクの外側に行くにしたがって円周の長さが
長くなるため、サーボエリア、データエリアとも半径に
比例して外周に行く程長くなる。またサーボエリア及び
データエリアは、ディスクに対して半径方向に直線的に
並んでいる。このディスクを一定角速度で回転させて用
いるため、サーボエリアが現れる時間的な間隔、より厳
密に言えばクロックマークが現れる周期は一定となり、
またその周期はヘッドがディスクのどこのトラックにい
ても同じとなる。サンプルサーボはこの一定周期で現れ
るクロックマークにＰＬＬを同期させ、そのＰＬＬから
各種のクロックあるいはタイミング信号を作り出してデ
ータの記録再生を行なう。以下、このように半径に比例
して物理的な長さが長くなり、等角速度でディスクを回
したとき一定周波数のクロックが得られ、そのクロック
で記録再生のタイミングを取るものをＣＡＶモードと呼
ぶこととする。

【００２５】しかしながらこの方式では、データピット
の物理的な間隔は、内周で最も短くなり、外周に行くに
従い広がってしまう。もし外周のピット間隔をつめるこ
とができれば、同じディスクにより多くの情報を記録す
ることができるであろう。さらに、ＣＡＶ方式では内周
と外周では線速度が異なるため、データの記録を行うと
きの記録条件の設定が内外周で異なるため、トラック位
置によって細かく設定を変えなければならない。また、
最適な記録状態を得るためのマージンが広く必要にな
り、媒体への要求がきびしくなるなどの問題がある。

【００２６】これに対して、常に線速度が一定となるよ
う、トラック位置によってディスクの回転数を変化させ
るＣＬＶ（一定線速度）方式と呼ばれるものがある。た
とえばこれはＤＡＤ（ディジタルオーディオディスク）
などで用いられている。図２（ｂ）はサンプルサーボに
ＣＬＶ方式を用いた例である。サーボエリア、データエ
リアとも位置によらず物理的に同じ長さとなっている。
これらをディスクの最内周あるいは最外周から連続して
詰めていく方法である。このディスクを一定線速度で回
転させて用いるため、サーボエリアが現れる時間的な間
隔、より厳密に言えばクロックマークが現れる周期は一
定となる。その代わり線速度を一定に保つために、ヘッ
ドの半径位置によってディスクの回転数を変えてやらな
ければならない。サンプルサーボでは、はこの一定周期
で現れるクロックマークにＰＬＬを同期させ、そのＰＬ
Ｌから各種のクロックあるいはタイミング信号を作り出
してデータの記録再生を行なう。以下、このように半径
よらず物理的な長さが等しく、等線速度でディスクを回
したとき一定周波数のクロックが得られ、そのクロック
で記録再生のタイミングを取るものをＣＬＶモードと呼
ぶこととする。この方式を用いれば、サーボエリア及び
データエリア、さらに言えばそれらの中のデータピット
の物理的な長さはどこのトラックでも一定、可能な限り
最短とすることができ、記憶容量を大きくすることがで
きる。

【００２７】しかしながら、ＣＬＶ方式をサンプルサー
ボに用いると問題が生じる。たとえば最内周から連続し
て詰めて行くと、外周に行くにしたがい円周の長さが長
くなる。そのため図２（ｂ）に示すように、サーボエリ
ア及びデータエリアの位置が、ディスクに対して半径方
向に直線的に並ばなくなる。また、サーボエリア内のク
ロックマークの位置も隣合ったトラックどうしでずれて
いってしまう。内周から外周に向かってあるいはその逆
にトラックに沿って順次記録再生を行う場合には、クロ
ックマークは時間的に等間隔で現れるため問題はない。
しかしながら、光スポットがトラックを横切るアクセス
動作を行うとき、クロックマークの現れる時間的間隔が
ばらばらとなり、ＰＬＬの同期が外れてしまう。サンプ
ルサーボの場合、ＰＬＬの作るクロックあるいはタイミ
ング信号を用いて光スポットに移動量、移動速度、ある
いはトラックのアドレスを検出しているため、アクセス
動作そのものが不可能となってしまう。

【００２８】図３に、本発明における光ディスクの一実
施例のセグメント構成を示す。図２と同様、実際のセグ
メント長は数１０μｍの長さであるが、分かりやすくす
るために拡大して書いてある。クロックマーク、ウォブ
ルマークおよびアクセスコードなどのサーボ情報がプリ
フォーマットされているサーボエリアについては、図２
（ａ）に示したＣＡＶ方式のサンプルサーボものと同じ
配置にし、ＣＡＶモードにしておく。すなわち、サーボ
エリアはディスクに対して半径方向に直線的に並ぶこと
になる。またサーボエリアの物理的な長さは半径に比例
し、ディスクの内周側では短くなり、逆に外周側では長
くなる。それに対して、データの記録再生を行うデータ
エリアについてはＣＬＶモードとしておき、内周に書く
データ数を少なく、外周に書くデータ数を多くなるよう
にする。データエリア内のデータ数は、１バイトから数
バイトの単位で増やすものとする。ただし、となりあっ
たトラックごとに１バイトづつ増やすほど円周の増加は
大きくないので、何本かのトラックをひとまとまりのゾ
ーンとし、ゾーンが変わる事にデータ数を増加させるも
のとする。このゾーンわけについては後述する。ディス
クの回転数についてもゾーン毎に変化させるものとし、
線速度がほぼ一定となるよう、外周側のゾーンでは速
く、内周側のゾーンでは遅くなるようにする。すなわち
完全なＣＬＶモードではなく、ゾーン分割によるＣＬＶ
モードである。

【００２９】サーボエリアはディスクに対して半径方向
に直線的に並んでいるため、同一ゾーン内でアクセス動
作を行った場合、クロックマークの現れる時間的間隔は
変化せず、図２（ｂ）で示したような問題は起こらな
い。ゾーン間にまたがるアクセス動作を行った場合、デ
ィスク回転数は変化する。しかしこの回転数変化は慣性
の大きいスピンドルモータ及びディスクによるものであ
り、クロックマークの現れる間隔の変化は十分ＰＬＬ追
従能力の範囲内である。すなわち、ＰＬＬから見ればク
ロックマークの現れる間隔はほぼ連続的に変化する。そ
のため、ゾーン間にまたがるアクセス動作を行っても問
題は起こらない。

【００３０】外周側のゾーンに行くにしたがい回転数が
遅くなるため、サーボエリアの現れる時間間隔、すなわ
ちクロックマークの現れる周期は長くなる。サーボエリ
アの物理的な長さも長くなり、それにしたがいサーボ情
報を読み出すためのサーボクロックの周波数も下がる。
それに対し、データエリアの物理的な長さは外周側に行
くにつれ長くなるが、その分データエリア内のデータ数
が増え、また回転数も線速をほぼ一定とするよう変化す
るため、データを読み出すためのデータクロック周波数
は一定となる。逆に、データクロックはサーボエリア内
のクロックマークを基準に生成されるが、クロックマー
クの周波数がゾーンにより変化するのにもかかわらずデ
ータクロックは一定の周波数でなければならない。ここ
で述べたサーボクロック及びデータクロックは、おのお
の図１のサーボクロック発生回路１０８及びデータクロ
ック発生回路１１０により作られる。またこれらのクロ
ック発生回路の詳細については、後述する。

【００３１】図４は、図３に示した本発明の光ディスク
の、サーボエリア内のサーボデータの構成の一例を示し
たものである。前に示した通り、サーボエリアはＣＡＶ
モードで書かれており、物理的な長さは半径に比例して
外周に行くほど長くなる。ユニークパタンは、次にクロ
ックマークが来ることを示すものである。サンプルサー
ボでは、サーボ信号の検出あるいはデータの記録再生
は、すべてこのクロックマークに同期したＰＬＬによっ
て作られるクロック及びタイミング信号によって制御さ
れる。そのＰＬＬを起動するための初めの目印となるの
がユニークパタンであり、ＰＬＬがロックしていなくと
も検出できなければならない。ユニークパタンはその名
の通り他の部分には現れない特異なものでなければなら
ず、実際には変復調の規則から決められる。ウォブルマ
ークはトラックずれ信号を得るためのもので、通常、ト
ラック中心から互いに逆の方向にずれた２つのマークの
組から構成される。ＡＦミラー部は、ここの部分で焦点
ずれ信号を検出するため、マークあるいはピットのない
構成となっている。アクセスコードは、アクセス動作時
に光スポットの移動量あるいは移動速度を検出するため
のものであり、グレイコードなどが用いられる。

【００３２】図５に本発明における光ディスクの物理セ
クタ構成の一実施例を示す。物理セクタは、その物理セ
クタのアドレス情報及び制御情報が書かれたヘッダセグ
メントと、でデータの記録、再生あるいは消去を行うこ
とができる複数のデータセグメントから構成される。デ
ータセグメントは、図３に示したものであり、サーボエ
リア及びデータエリアからなる。ヘッダセグメントは、
サーボエリア、アドレスエリア及び制御情報エリアから
なる。サーボエリアは、データセグメントと同じもので
ある。アドレスエリアには、そのセクタの位置するトラ
ックアドレス及びセクタ番号が書かれている。また制御
情報エリアには、そのセクタあるいはその前のセクタ
の、使用状況、欠陥の有無、ベリファイの結果あるいは
使用不可の場合の交代セクタの位置などが、記録時にデ
ータと一緒に書き込まれる。

【００３３】ヘッダセグメント内のサーボエリア、アド
レスエリア及び制御情報エリア、さらにデータセグメン
ト内のサーボエリアは、すべてＣＡＶモードで書かれて
いる。これらの中の情報は、図１のサーボクロック発生
回路１０８によって作られるクロック及びタイミング信
号によって読みだされる。サーボクロック発生回路１０
８は、前述のようにアクセス時にも動作しており、これ
によりアクセス動作が可能となる。また前にも述べた
が、データセグメント内のデータエリアはＣＬＶモード
で書かれており、図１のデータクロック発生回路１１０
によって作られるクロック及びタイミング信号によって
読みだされる。ヘッダセグメント内のサーボエリア、ア
ドレスエリア、及びデータセグメント内のサーボエリア
は、あらかじめディスク作成時にプリフォーマットされ
ている。

【００３４】図６は、図５で示したディスクの物理セク
タと、データの論理セクタの関係を示す図である。論理
セクタは、データを取り扱う際のデータブロックの最小
単位である。

【００３５】図６（ａ）は物理セクタと論理セクタの、
対応関係の一実施例である。Ｄは記録すべきデータを、
マトリクス状に並べたものである。Ｃ１は、Ｄの列方向
すなわち横方向に誤り訂正符号を計算し、それを列方向
に並べたものである。Ｃ２は、Ｄの行方向すなわち縦方
向に誤り訂正符号を計算し、それを行方向に並べたもの
である。Ｃ２’は、Ｃ１に対して行方向に誤り訂正符号
を計算し、それを行方向に並べたものである。論理セク
タは、記録するデータＤのブロックのことである。この
論理セクタに、誤り訂正符号Ｃ１、Ｃ２及びＣ２’を含
めたブロックを一つの物理セクタに割り当て、たとえば
論理セクタの左上から右下に向かって順次物理セクタ内
のデータセグメントのデータエリアに割り付けていく。

【００３６】しかしながら、前述のようにデータセグメ
ント内のデータエリアのデータ量はゾーン毎に変化する
ため、それを効率よく生かすには、物理セクタのデータ
量もゾーン毎に変化させるのが望ましい。そうなると、
誤り訂正符号の生成則をゾーン毎に変えなければならな
い、また上位のＯＳなどが、論理セクタの長さが変化す
ることに対応していなければならないなど、問題が出て
来る。

【００３７】図６（ｂ）は物理セクタと論理セクタの、
対応関係の別な実施例である。たとえば誤り訂正符号を
含めた論理セクタｎのブロックを、１バイトあるいは数
バイトづつ切りだして、セグメントｍ、ｍ＋１、ｍ＋２
と別々のデータセグメントに割り当て、分散させる。同
様に論理セクタｎ＋１のブロックも、１バイトあるいは
数バイトづつ切りだして、セグメントｍ、ｍ＋１、ｍ＋
２に分散させる。ちょうど整数個の論理セクタが１トラ
ックに散らばるよう分散させ、また切り出すバイト数
を、ゾーンが変わったときのデータセグメントのデータ
量の変化単位と合わせておけば、ゾーンが変わった場合
でも、１トラックの論理セクタ数が変わるだけで、非常
に簡単な処理で済む。

【００３８】たとえば、１６物理セクタ／トラック、８
４データセグメント／セクタとし、あるゾーンで１０バ
イト／データセグメントとする。また論理セクタを５１
２バイト、誤り訂正符号を含めて６７２バイトとする。
論理セクタのブロックを一バイトづつ切り出しデータセ
グメントに割り振るとすると、８物理セクタ、ちょうど
半周にわたり分散することになる。また１トラックでは
２０論理セクタ分のデータが書けることになる。隣のゾ
ーンでデータセグメント内のデータ量が１バイト増え、
１１バイト／データセグメントとなったとすると、トラ
ック半周で１論理セクタ増加し、１トラックで２２論理
セクタのデータが書けることになる。ちなみにこの状態
で、１トラックに１６個のヘッダがあり、１周のクロッ
クマーク数は１３６０個となる。

【００３９】図７はゾーン分割の実施例を示したもので
あり、物理セクタを半径方向に切りだしたものである。

【００４０】図７（ａ）は、ゾーン毎のデータセグメン
トのデータ増加量を一定としたものである。円周の増加
量が半径の増加量に比例することから、ゾーンも半径に
比例して切り替わり、ゾーン内のトラック数は一定とな
る。

【００４１】図７（ｂ）は、ゾーン内の線速の変化範囲
を一定としたものである。半径が小さいほど半径変化に
よる線速の変化が大きいから、半径が小さいほどゾーン
の幅も狭くなる。

【００４２】図７（ｃ）は、ゾーン内のデータ量を一定
としたものである。外周に行くにつれ一トラックのデー
タ量は増えるから、ゾーンの幅が狭くなる。

【００４３】図８を用いて、図１で示したサーボクロッ
ク発生回路１０８とデータクロック発生回路１１０の発
振周波数について説明する。図８は、本発明における一
実施例のセグメントを示すもので、図５に示したヘッダ
セグメント、あるいは図３および図５に示したデータセ
グメントを書き直したものである。サーボエリアとデー
タエリアの長さをｌｓおよびｌｄ、またこれらのエリア
内のデータバイト数をｎｓおよびｎｄとする。

【００４４】クロック発生回路内のＰＬＬは、サーボエ
リア内のクロックマークに同期して動く。まずサーボク
ロック関係について考える。バイト毎のバイトクロック
ｆｂｓ、およびクロックマークに同期する同期クロック
ｆｃｍｓの周波数は次のように表される

【００４５】

【数１】ｆｂｓ＝ｖ・ｎｓ／ｌｓ

【００４６】

【数２】ｆｃｍｓ＝ｖ／（ｌｓ＋ｌｄ）ただしｖはそのトラックにおける線速度である。これら
の式からｖを消去すると、

【００４７】

【数３】ｆｃｍｓ・（ｌｓ＋ｌｄ）・ｎｓ＝ｆｂｓ・ｌｓとなる。サーボエリアは、ＣＡＶモードで書かれている
から、次の関係がある。

【００４８】

【数４】ｌｓ＋ｌｄ：ｌｓ＝ｎ：ｎｓサーボエリアのバイトピッチでセグメント全体にデータ
を書いた場合のバイト数、すなわちＣＡＶモードとした
ときのセグメント内の総データ数であり、ｎは整数であ
るものとする。これを用いて、数３を書き直すと、

【００４９】

【数５】ｆｂｓ＝ｆｃｍｓ・ｎとなる。データの再生あるいは記録を行うための基本と
なる記録再生クロックの周波数は、変復調則に依存して
きまる。本実施例ではＤＣフリー性をもたせるために、
８ー１０変復調則を用いる。これは１バイトすなわち８
ビットのデータに２ビット付加し、１０ビットとしてＤ
Ｃフリー性を持たせているが、これは１バイトのデータ
を１０クロックで記録再生することになる。１バイトの
データをｃクロックで記録再生するとすると、サーボ用
の再生クロックｆｒｓは、数５を用いて、

【００５０】

【数６】ｆｒｓ＝ｆｂｓ・ｃ＝ｆｃｍｓ・ｎ・ｃと表すことができる。これはＰＬＬでｆｒｓを発振さ
せ、それをｃ分周してバイトクロックｆｂｓを、さらに
バイトクロックｆｂｓをｎ分周して同期クロックｆｃｍ
ｓを作ることができることを示している。

【００５１】次に、データクロック関係について考え
る。バイト毎のクロックｆｂｄ、およびクロックマーク
に同期するクロックｆｃｍｄの周波数は次のように表さ
れる

【００５２】

【数７】ｆｂｄ＝ｖ・ｎｄ／ｌｄ

【００５３】

【数８】ｆｃｍｄ＝ｖ／（ｌｓ＋ｌｄ）ただしｖはそのトラックにおける線速度である。これら
の式からｖを消去すると、

【００５４】

【数９】ｆｃｍｄ・（ｌｓ＋ｌｄ）・ｎｄ＝ｆｂｄ・ｌｄとなる。データエリアは、ＣＬＶモードで書かれており
ゾーン毎に、ｎｄが変化してしまう。セグメントとデー
タエリアの長さの比を次の様に定義する。

【００５５】

【数１０】ｌｓ＋ｌｄ：ｌｄ＝ｘ：ｙただし、ａとｂは互いに素な整数とする。これを用い
て、数９を書き直すと、

【００５６】

【数１１】ｆｂｄ・ｙ＝ｆｃｍｄ・ｘ・ｎｄ＝ｆｏｓｃとなる。ただしｆｏｓｃはＰＬＬの発振周波数であり、
それをｙ分周してバイトクロックｆｂｄを、またｆｏｓ
ｃをｘ・ｎｄ分周して同期クロックｆｃｍｄを作れるこ
とを示している。しかしながら、１バイトのデータをｃ
クロックで記録再生するとすると、データ用の記録再生
クロックｆｒｗｄは、次の関係がなければならない。

【００５７】

【数１２】ｆｒｗｄ＝ｆｂｄ・ｃ数１１と数１２から、ｙとｃが同じか、あるいはｙがｃ
の約数であることが望ましいことがわかる。そうであれ
ば、ｆｏｓｃ＝ｆｒｗｄとしておき、ｆｒｗｄから必要
なすべてのクロックを作ることができる。そうでない場
合、たとえばｙとｃが素の場合は、ｆｏｓｃ’＝ｆｂｄ
・ｃ・ｙとしなければならず、ｆｏｓｃ’がかなり高い
周波数になってしまうと供に、分周器などの回路規模が
大きくなってしまう。

【００５８】以上述べた周波数関係に基づいて、図１で
示したサーボクロック発生回路１０８とデータクロック
発生回路１１０の詳細を示す。

【００５９】図９は、図１のサーボクロック発生回路１
０８の詳細を示したものである。位相比較器９００は、
総光量信号Ｓａに含まれるクロックマーク信号と、ＶＣ
Ｏ（電圧制御発振器）９０４を分周した同期クロック信
号ｆｃｍｓとの位相差を比較し、それに比例した電圧を
発生する。この位相差電圧は、フィルタ９０２で位相補
償され、ＶＣＯ９０４の駆動電圧となる。ＶＣＯ９０４
はサーボ用の再生クロックｆｒｓを発振する。また再生
クロックｆｒｓは、分周器９０６によって１／ｃに分周
され、バイトクロックｆｂｓとなる。さらにバイトクロ
ックｆｂｓは分周器９０８によって１／ｎに分周され、
同期クロックｆｃｍｓとなる。図９で、点線で示した部
分が、さきにサーボ用ＰＬＬと呼んでいた部分である。
このＰＬＬはフィードバックループとなっており、総光
量信号Ｓａに含まれるクロックマーク信号と同期クロッ
ク信号ｆｃｍｓの位相を合わせるように働く。タイミン
グ信号生成回路９１０は、再生クロックｆｒｓ、バイト
クロックｆｂｓおよび同期クロックｆｃｍｓからサーボ
信号の再生に必要な各種のクロック及びタイミング信号
Ｔｓを作り出す。同期クロック信号ｆｃｍｓは、モータ
制御回路１１６へも送られる。

【００６０】図１０は、図１のデータクロック発生回路
１１０およびゾーン識別回路１１８の詳細を示したもの
である。ただし図８で述べたｃとｙについては、ｃ＝ｙ
としてある。位相比較器１０００は、総光量信号Ｓａに
含まれるクロックマーク信号と、ＶＣＯ（電圧制御発振
器）１００４を分周した同期クロック信号ｆｃｍｄとの
位相差を比較し、それに比例した電圧を発生する。この
位相差電圧は、フィルタ１００２で位相補償され、ＶＣ
Ｏ１００４の駆動電圧となる。ＶＣＯ１００４はデータ
用の記録再生クロックｆｒｗｄを発振する。また記録再
生クロックｆｒｗｄは、分周器１００６によって１／ｃ
に分周され、バイトクロックｆｂｄとなる。また記録再
生クロックｆｒｗｄは分周器１００８によってｙ／（ｘ
・ｃ）に分周され、さらに可変分周器１０１０によって
１／ｎｄに分周されて同期クロックｆｃｍｄとなる。ゾ
ーン識別テーブル１０１２は、トラックのアドレスＡｄ
からそのトラックのゾーン番号Ｎｚを識別し、分周比テ
ーブル１０１４に送る。分周比テーブル１０１４は、ゾ
ーン番号Ｎｚから分周比ｎｄを決定し、可変分周器１０
１０へ送る。ゾーン番号Ｎｚは、モータ制御回路へも送
られる。図１０で、点線で示した部分が、さきにデータ
用ＰＬＬと呼んでいた部分である。このＰＬＬはフィー
ドバックループとなっており、総光量信号Ｓａに含まれ
るクロックマーク信号と同期クロック信号ｆｃｍｄの位
相を合わせるように働く。タイミング信号生成回路１０
１６は、再生クロックｆｒｗｄ、バイトクロックｆｂｄ
および同期クロックｆｃｍｄからデータ信号の記録再生
に必要な各種のクロック及びタイミング信号Ｔｄを作り
出す。同期クロック信号ｆｃｍｄは、モータ制御回路１
１６へも送られる。

【００６１】図１１は、図１のモータ制御回路１１６の
詳細を示したものである。入力切り替え器１１００は、
図１におけるスピンドルモータ１０２からの回転数信号
Ｔｒ、サーボクロック発生回路１０８からの同期クロッ
ク信号ｆｃｍｓおよびデータクロック発生回路１１０か
らの同期信号クロック信号ｆｃｍｄが入力され、切り替
えられる。分周比テーブル１１０２は、ゾーン番号Ｎｚ
から分周比ｎｍを決定し、可変分周器１１０４へ送る。
可変分周器１１０４は、基準周波数発振器１１０６から
の信号を１／ｎｍに分周し、位相比較器１１０８に送
る。位相比較器１１０８は、この信号と入力切換器１１
００で選択された信号との位相差を比較し、それに比例
した電圧を発生する。この位相差電圧は、フィルタ１１
１０で位相補償され、モータ駆動回路１１１２を通して
スピンドルモータ１０２を駆動する。モータ駆動回路１
１１２は、サーボ制御回路１１４からの指令Ｓｍに基づ
いて、スピンドルモータ１０２の起動、停止を行う。

【００６２】図１１のモータ制御回路は、基準周波数を
分周した周波数と、回転数信号Ｔｒあるいは同期クロッ
ク信号ｆｃｍｄあるいはｆｃｍｄが一致するよう働く。
ゾーンによって可変分周器１１０４の分周比ｍｎを変え
ることによって、ゾーン毎に所定の回転数にすることが
できる。

【００６３】入力切換器１１００の動作は、まず起動時
にはスピンドルモータ１０２からの回転数信号Ｔｒを基
準とし、スピンドルモータ１０２を回転させる。サーボ
クロック発生回路１０８内のサーボ用ＰＬＬが起動した
らそこからの同期クロック信号ｆｃｍｓ基準とするよう
切換わり、さらにその後データクロック発生回路１１０
内のデータ用ＰＬＬが起動したらそこからの同期クロッ
ク信号ｆｃｍｄを基準とするよう切換わる。このことに
より、記録再生時にはデータ用ＰＬＬを基準とした正確
な回転が得られる。他のゾーンへのアクセス時にはデー
タ用ＰＬＬ内の分周比が変わるため、そこからの同期ク
ロックｆｃｍｄが途切れたり不安定になったりする。そ
のためアクセス中は、サーボ用ＰＬＬからの同期クロッ
クｆｃｍｓを基準とするよう切換わり、アクセス終了後
に元に戻す。また他のゾーンへのアクセス時には、分周
器１１０４の分周比が変わり、スピンドルモータの回転
数も変わる。

【００６４】図１２は本発明におけるクロックあるいは
タイミング信号などの、周波数関係の一実施例を示すも
のである。

【００６５】ディスク径は２．５インチ、直径３２ｍｍ
から６２．５ｍｍまでの間で記録再生を行うものとす
る。８ー１０変復調則を用い、１６セクタ／トラック、
ヘッダセグメントも含めて８５セグメント／セクタ、１
セグメント内のデータ量は最内周ゾーンで１０バイトと
し、ゾーンが変わる毎に２バイトづつ増加するものとす
る。本実施例で用いている記号によると、ｘは６、ｙは
５、ｃは１０、ｎは１２、ｎｄおよびｎｍは１０から２
とびに増加する。

【００６６】最内周のゾーンで４８００ｒｐｍで回転す
るとすると、同期クロックすなわちクロックマークのサ
ンプリング間隔ｆｃｍは、ゾーンにより約１０８．８Ｍ
Ｈｚから６０．４ＭＨｚの間で変化する。ただし、ｆｃ
ｍｓおよびｆｃｍｄをあわせてｆｃｍと書いてある。ゾ
ーンが変わるにつれサーボ用ＰＬＬの原発振周波数ｆｒ
ｓは変化するが、データ用ＰＬＬの発振周波数は分周比
ｎｄが変化するため一定となる。またスピンドルモータ
制御系は、基準周波数ｆｍが一定で分周比ｎｍが変わ
り、ディスク回転数をゾーン毎に制御し、ほぼ一定の線
速度となるようにする。

【００６７】

【発明の効果】本発明の光ディスク装置によれば、サン
プルサーボを用いた光ディスク装置において、ＣＡＶ方
式に比べ、より多くの情報を記録することができ、かつ
記録再生系への負担を軽くすることができ、さらに記録
パワーマージンの小さい媒体も使用することができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における光ディスク装置の一実施例の構
成図。

【図２】光ディスクのセグメント構成を拡大した図。

【図３】本発明における光ディスクのセグメント構成の
一実施例。

【図４】本発明におけるサーボエリア内のサーボデータ
構成の一例を示す図。

【図５】本発明における光ディスクの物理セクタ構成の
一実施例を示す図。

【図６】本発明における光ディスクの物理セクタと論理
セクタの関係を示す図。

【図７】本発明における光ディスクのゾーン分割の実施
例を示す図。

【図８】本発明における光ディスクのセグメントを示す
図。

【図９】本発明におけるサーボクロック発生回路の詳細
を示す図。

【図１０】本発明におけるデータクロック発生回路の詳
細を示す図。

【図１１】本発明におけるモータ制御回路の詳細を示す
図。

【図１２】本発明におけるＰＬＬの周波数等の関係を示
す図。

【符号の説明】

１００…光ディスク、１０２…スピンドルモータ、１０
４…光ヘッド、１０６…信号検出回路、１０８…サーボ
クロック発生回路、１１０…データロック発生回路、１
１２…サーボ信号検出回路、１１４…サーボ制御回路、
１１６…モータ制御回路、１１８…ゾーン識別回路、１
２０…データ再生回路、１２２…誤り訂正回路、１２４
…データ記録回路、９００…位相比較器、９０２…フィ
ルタ、９０４…ＶＣＯ、９０６…分周器、９０８…分周
器、９１０…タイミング信号生成回路、１０００…位相
比較器、１００２…フィルタ、１００４…ＶＣＯ、１０
０６…分周器、１００８…分周器、１０１０…可変分周
器、１０１２…ゾーン識別テーブル、１０１４…分周比
テーブル、１０１６…タイミング信号生成回路、１１０
０…入力切換器、１１０２…分周比テーブル、１１０４
…可変分周器、１１０６…基準周波数発振器、１１０８
…位相比較器、１１１０…フィルタ、１１１２…モータ
駆動回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤敦東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者峯邑浩行茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者伏見哲也茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】媒体上のトラックに一定回転角毎にクロッ
クを発生するためのクロックマークを有し、クロックマ
ークに同期して情報の記録再生を行う光学的情報記録再
生方式及び装置において、前記媒体上のトラックを複数
のゾーンに分割し、ゾーン毎に媒体の回転数を変化させ
ることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
【請求項２】前記クロックマークの出現する間隔に基づ
いて媒体の回転数を変化させることを特徴とする請求項
１記載の光学的情報記録再生方法
【請求項３】前記回転数の変化は、媒体の線速度がゾー
ン毎にほぼ一定となるよう変化させることを特徴とする
請求項１及び請求項２記載の光学的情報記録再生方法。
【請求項４】前記媒体上のクロックマークに同期するサ
ーボクロック発生回路とデータクロック発生回路を有
し、サーボクロック発生回路からのクロック及びタイミ
ング信号に基づいてサーボ情報の再生を行ない、データ
クロック発生回路からのクロック及びタイミング信号に
基づいて情報の記録再生を行うことを特徴とする請求項
１から請求項３記載の光学的情報記録再生方法
【請求項５】前記サーボクロック発生回路からのクロッ
クは、全てのゾーンにおいて前記クロックマークの現れ
る時間間隔を一定数で分割したクロックを発生すること
を特徴とする請求項４記載の光学的情報記録再生方法。
【請求項６】前記サーボクロック発生回路は、分周比が
固定のＰＬＬと、ＰＬＬの信号からサーボ情報の再生を
行うタイミングを発生するタイミング発生回路からなる
ことを特徴とする請求項４及び請求項５記載の光学的情
報記録再生方法。
【請求項７】目標とするトラックに光スポットの位置決
めを行うアクセス動作中、前記サーボクロック発生回路
からのクロック及びタイミング信号に基づいて、光スポ
ットの移動量及び移動速度を検出することを特徴とする
請求項４記載の光学的情報記録再生方法。
【請求項８】目標とするトラックに光スポットの位置決
めを行うアクセス動作中、前記サーボクロック発生回路
からのクロック及びタイミング信号に基づいて、光スポ
ットの焦点合わせを行なうことを特徴とする請求項４記
載の光学的情報記録再生方法。
【請求項９】前記データクロック発生回路からのクロッ
クは、全てのゾーンにおいて一定の周波数であることを
特徴とする請求項４記載の光学的情報記録再生方法。
【請求項１０】前記データクロック発生回路は、分周比
を変化させることができるＰＬＬと、ＰＬＬの信号から
情報の記録再生を行うタイミングを発生するタイミング
発生回路からなり、ゾーンに応じて前記ＰＬＬの分周比
を変化させることを特徴とする請求項４及び請求項９記
載の光学的情報記録再生方法。
【請求項１１】前記媒体上のトラックは、クロックピッ
ト及びサーボ情報を含むサーボエリアと、情報の記録再
生を行なうデータエリアが交互に並び、サーボエリア及
びデータエリアが、おのおの媒体の半径方向に直線上に
並んだことを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録
再生方法。
【請求項１２】前記データエリア内の情報量が、ゾーン
内で一定であることを特徴とする請求項１１記載の光学
的情報記録再生方法。
【請求項１３】前記ゾーン内の最内周のトラック内のデ
ータエリアの長さが、一定長さ毎に増加するようゾーン
を分割することを特徴とする請求項１１記載の光学的情
報記録再生方式及び装置。
【請求項１４】前記サーボエリア及びデータエリアの和
の長さと、前記データエリアの長さの最小の整数比がｘ
対ｙであり、また１バイトの情報を記録あるいは再生す
るとき必要なクロック数がｃである時、ｘがｃの約数で
あることを特徴とする請求項１１記載の光学的情報記録
再生方法。
【請求項１５】前記ゾーン内の記録再生できる情報の量
が、一定となるようゾーンを分割することを特徴とする
請求項１記載の光学的情報記録再生方法。
【請求項１６】前記ゾーン内の線速度の変化が、一定と
なるようゾーンを分割することを特徴とする請求項３記
載の光学的情報記録再生方法。
【請求項１７】前記媒体に、相変化媒体を用いることを
特徴とする請求項１記載の光学的情報記録再生方法。